(57)【要約】 【課題】  レヤショートによるインダクタンスの低下がないインダクタを提供すること。【解決手段】  本発明は、図１に示したコイル３ａをバインダが混合された金属磁性体の粉末に埋設し、加圧成形して、長方体の磁性体２を形成し、コイル３ａの対向する先端部３１ａを磁性体２の側面より各々対向するように外部に突出させ、突出した先端部３１ａの絶縁皮膜を除去し、半田メッキ加工を施し、曲げ加工を施し底面の辺中央部の位置に実装端子４を形成することにより、磁性体２に埋設されてなる円筒状のコイル３ａから導体の先端部３１ａを引き出す曲げ半径をコイル内周半径３２ａより大きくすることで平角線の絶縁皮膜の剥がれや破れを抑え、レヤショートによるインダクタンスの低下がないインダクタ１ａを得ることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁皮膜で覆われた導体を螺旋状に巻回した円筒状のコイルを形成し、前記円筒状のコイルから前記導体の先端部を引き出し、前記コイルを絶縁性の結合剤を混合した軟磁性の金属合金粉末からなる磁性体に埋設して加圧成形し、前記導体の先端部の一部を突出させ、前記磁性体の外部に引き出し、実装端子としてなるインダクタであって、前記円筒状のコイルから前記導体の先端部を引き出した曲げ部の曲げ半径を前記コイル内周の半径より大きくしたことを特徴とするインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器のスイッチング電源等に好適なインダクタの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ等の電子機器の小型化が進み、これらの機器の電源回路に使用されるインダクタにおいても磁性体の内部にコイルを埋設することにより、決められた体積内で最大の磁気特性が発揮され、かつ巻線ボビンや端子台などの磁気特性に関係しない物を除去したインダクタが使用されてきている。
【０００３】
図４は、従来のインダクタに係るコイルを説明する図で、図４（ａ）は上面図で、図４（ｂ）は側面図である。図４において、コイル３ｃは、平角状のエナメル被覆導線(以下、平角線とも記す)を円筒状に水平に巻回してなる螺旋状のコイル部３０ｃと、コイル部３０ｃを形成する前記平角線が直接引き出されてなる巻き始めと巻き終わりからなる一対の先端部３１ｃとから形成されている。
前記一対の先端部３１ｃは、上面から見た時、コイル３ｃの巻芯軸を通る直線３６上に配するように引き出して形成されている。
【０００４】
図５は、従来のインダクタを説明する図で、図５（ａ）は上面図で、図５（ｂ）は正面図で、図５（ｃ）は底面図で、図５（ｄ）は側面図である。図５において、インダクタ１ｃは、図４に示したコイル３ｃを図示しない結合剤（以下、バインダとも記す）が混合された軟磁性の金属磁性体粉末に埋設し、加圧成形して、コイル３ｃが内蔵された長方体の磁性体２を形成し、コイル３ｃの一対の先端部３１ｃを磁性体２の側面中央より引き出し、引き出された先端部３１ｃの端部の絶縁皮膜を除去し、半田メッキを施し、所定の形状に折り曲げて実装端子４を形成している。
【０００５】
このようなチョークコイルは、例えば特許文献１に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０１３０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のインダクタでは、磁性体を介したレヤショートが原因と推測される症状のインダクタンスが低下するという問題がある。
【０００８】
図４に示す従来のインダクタ１ｃのコイルは、コイル３ｃの巻芯軸を通る直線３６に沿って円筒状のコイル部３０ｃから平角線を略直角状に曲げて先端部３１ｃを水平に引き出しているため、曲げ部３３ｃと曲げ部３４ｃとが形成されている。
【０００９】
ここで発明者らは、このレヤショートが曲げ部３３ｃと曲げ部３４ｃで起こり易いことを見出した。つまり原因は、曲げ部３３ｃと曲げ部３４ｃとの曲げ半径がコイル３０ｃのコイル内周半径３２ｃよりも小さくなることにより、曲げ部３３ｃでは、コイル部３０ｃよりも大きな伸張によるストレスが加わって銅と絶縁皮膜との間が剥がれたり、曲げ部３４ｃでは、コイル部３０ｃよりも大きな収縮によるストレスが加わって絶縁皮膜が破れたりすることで、絶縁性が劣化し、磁性体を介してコイル間でレヤショートを生じ、見かけ上の巻数が減少してインダクタンスが低下すると推測される。
【００１０】
本発明の技術的課題は、このようなレヤショートによるインダクタンスの低下がないインダクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一般にこのようなインダクタにおいて、平角線の曲げ半径は、線の幅と厚みと皮膜の材質とフォーミング方法とにより決められ、量産試作結果や破壊検査結果、非破壊検査結果などを踏まえてコイル内周の最小半径が決められている。
【００１２】
本発明は、磁性体に埋設されてなる円筒状のコイルから導体の先端部を引き出す曲げ半径をコイル内周の半径より大きくすることで平角線の絶縁皮膜の剥がれや破れを抑え、レヤショートによるインダクタンスの低下がないインダクタを得ることができる。
【００１３】
本発明によれば、絶縁皮膜で覆われた導体を螺旋状に巻回した円筒状のコイルを形成し、円筒状のコイルから導体の先端部を引き出し、コイルを絶縁性の結合剤を混合した軟磁性の金属合金粉末からなる磁性体に埋設して加圧成形し、前記導体の先端部の一部を磁性体の外部に突出させ、実装端子としてなるインダクタであって、円筒状のコイルから導体の先端部を引き出した曲げ部の曲げ半径をコイル内周の半径より大きくしたことを特徴とするインダクタが得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、絶縁耐力の低下やレヤショートによるインダクタンスの低下が少ないインダクタを提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係るコイルを説明する図で、図１（ａ）は上面図で、図１（ｂ）は側面図である。図１において、コイル３ａは、平角線を円筒状に巻回してなる螺旋状のコイル部３０ａと、コイル部３０ａから引き出されてなる先端部３１ａとからなり、巻き始めと巻き終わりとからなる一対の先端部３１ａは、コイル部３０ａの内周と外周の接線より直線状に引き出すことにより、曲げ部３３ａと曲げ部３４ａをコイル内周半径３２ａより大きくなるように形成している。なお、引き出した先端部３１ａは、要求される端子の形状に応じて適宜加工すれば良い。
【００１７】
また、先端部３１ａは、コイル内周半径３２ａより大きい曲げ半径で引き出されてなるように緩やかに湾曲させて形成しても良い。
【００１８】
図２は、本発明のインダクタを示す図で、図２（ａ）は上面図で、図２（ｂ）は正面図で、図２（ｃ）は底面図で、図２（ｄ）は側面図である。
本発明によるインダクタ１ａは、図１に示したコイル３ａをバインダが混合された金属磁性体の粉末に埋設し、加圧成形して、長方体の磁性体２を形成し、コイル３ａの対向する先端部３１ａを磁性体２の側面より各々対向するように外部に突出させ、突出した先端部３１ａの絶縁皮膜を除去し、半田メッキ加工を施し、曲げ加工を施し底面の辺中央部の位置に実装端子４を形成している。なお、実装端子４は、底面の辺中央部の位置に端子が配置されるように適宜選定して側面の所定の位置より引き出せば良い。
【００１９】
図３は、本発明に係るインダクタを示す図で、図３（ａ）は上面図で、図３（ｂ）は正面図で、図３（ｃ）は底面図で、図３（ｄ）は側面図である。
本発明によるインダクタ１ｂは、図１に示したコイル３ａを図示しないバインダが混合された金属磁性体の粉末に埋設し、加圧成形して、長方体の磁性体２を形成し、コイル３ａの対向する先端部３１ａを磁性体２の側面より各々対角方向に外部に突出させ、突出した先端部３１ａの絶縁皮膜を除去し、半田メッキ加工を施し、曲げ加工を施し底面角部に実装端子４を形成している。なお、実装端子４は、底面角部の位置に端子が配置されるように適宜選定して所定の側面の位置より引き出せば良い。
【００２０】
このように先端部３１ａを引き出すことにより、図２で示した側面の所定の位置から引き出される先端部３１ａよりも、先端部３１ａのコイル部３０ａからの引き出し角度を更に緩やかにして引き出すことができる。
【００２１】
また、このように先端部３１ａを引き出すことにより、半田メッキ加工が施される端末３１ａの端部からコイル部３０ａと曲げ部３３ａと曲げ部３４ａとへの距離を長く取れることにより、半田メッキ加工を行う際に加わる熱によってコイル部３０ａの絶縁皮膜の劣化を軽減することができる。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例を用いて、本発明を詳述する。
【００２３】
（実施例１）
コイルとして、ポリアミドイミドの絶縁皮膜に覆われた幅１．２０ｍｍ、厚み０．５５ｍｍの平角銅線を内径２．６ｍｍの円筒状に３．５ターン巻回し、各々の端末３１ａの先端が対向する所定の位置に配されてなるようにコイル部３０ａの曲げ部３３ａと曲げ部３４ａとから直線状に引き出された図１に示したコイル３ａを形成した。
【００２４】
磁性体として、水アトマイズ法を用いて形成した平均粒子径が１０μｍの金属磁性粉末（Ｆｅ：Ｓｉ：Ｃｒ＝８９．５ｍａｓｓ％：５ｍａｓｓ％：５．５ｍａｓｓ％のＦｅ合金）を使用して、この金属磁性粉末とバインダ（メタノール、アセトンの有機溶剤で分散されたフェノール樹脂５ｗｔ％）を混合造粒したものを用いた。
【００２５】
本発明による実施例１のインダクタは、図１に示したコイルを上述した金属磁性粉末に埋設し、９ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で加圧成形して、縦７ｍｍ×横７ｍｍ×高さ４ｍｍの長方体に形成し、長方体の対向する側面中央より先端部３１ａを各々引き出し、引き出した先端部３１ａの絶縁皮膜を除去し、半田メッキ加工を施し、曲げ加工を施し所定の位置に実装端子４を形成し、１００ｋＨｚでのインダクタンスが０．４７μＨ±２０％、直流抵抗が１．１ｍΩ±１０％となる図２に示したインダクタ１ａを形成した。
【００２６】
（実施例２）
実施例１と同じ材質で同じ形状のコイル部３０ａを形成し、各々の端末の先端が７ｍｍ角の対角線上に配されてなるようにコイル部３０ａの曲げ部３３ａと曲げ部３４ａとから直線状に引き出されて形成し、図１に示したコイルを形成した。
なお、磁性体は、実施例１と同じ組成で、かつ同じ製造方法の金属磁性粉末を用いた。
【００２７】
本発明による実施例２のインダクタは、図１に示したコイルを上述した金属磁性粉末に埋設し、９ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で加圧成形して、縦７ｍｍ×横７ｍｍ×高さ４ｍｍの長方体に形成し、長方体の対向する対角より先端部３１ａを各々引き出し、引き出した先端部３１ａの絶縁皮膜を除去し、半田メッキ加工を施し、曲げ加工を施し所定の位置に実装端子４を形成し、１００ｋＨｚでのインダクタンスが０．４７μＨ±２０％、直流抵抗が１．１ｍΩ±１０％となる図３に示したインダクタ１ｂを形成した。
【００２８】
（比較例）
比較例として、実施例１と同じ材質で同じ形状のコイル部３０ｃを有したコイルを形成し、各々の端末が７ｍｍ角の側面中央から引き出されてなるように円筒状のコイル部３０ｃから直線３６に沿って曲げた図４に示したコイル３ｃを形成した。なお、磁性体は、実施例１と同じ組成で、かつ同じ製造方法の金属磁性粉末を用いた。
【００２９】
比較例のインダクタは、図４に示したコイルを上述した金属磁性粉末に埋設し、９ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で加圧成形して、縦７ｍｍ×横７ｍｍ×高さ４ｍｍの長方体に形成し、長方体の対向する側面中央より先端部３１ａを各々引き出し、引き出した先端部３１ａの絶縁皮膜を除去し、半田メッキ加工を施し、曲げ加工を施し所定の位置に実装端子４を形成し、１００ｋＨｚでのインダクタンスが０．４７μＨ±２０％、直流抵抗が１．１ｍΩ±１０％となる図５に示したインダクタ１ｃを形成した。
【００３０】
上記の要領で図２に示した本発明の実施例１と図３に示した本発明の実施例２と比較例の従来のインダクタとを各１００，０００個／ロットのインダクタを各々１０ロット作成し、１サイクルが、−２５℃で２５分間以上保持した後、約５分以内で試験槽の温度を８５℃に切り替え、８５℃×２５分間以上保持した後、約５分以内で試験槽の温度を−２５℃に切り替えて行う冷熱衝撃試験を９６サイクル実施し、試験後のインダクタンスが試験前のインダクタンスと比較して５％以上低下するレヤショートの不良数を確認し、表１に示した。なお、インダクタンスは、測定周波数が１００ｋＨｚで測定電流が１ｍＡの測定条件で行った。
【００３１】
【表１】
2010050216.tif 000003
【００３２】
表１の結果によれば、本発明による実施例１のインダクタの平均不良数は、比較例のインダクタの平均不良数２２．７個に対して、４．９個となり、また実施例２のインダクタの平均不良数は２．９個となり、大幅に改善していることがわかった。
【００３３】
以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るコイルを説明する図。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は正面図。
【図２】本発明のインダクタを示す図。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は正面図。図２（ｃ）は底面図、図２（ｄ）は側面図。
【図３】本発明に係るインダクタを示す図。図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は底面図、図３（ｄ）は、側面図。
【図４】従来のインダクタに係るコイルを説明する図。図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は正面図。
【図５】従来のインダクタを説明する図。図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は正面図、図５（ｃ）は底面図、図５（ｄ）は側面図。
【符号の説明】
【００３５】
１ａ、１ｂ、１ｃ    インダクタ              
２    磁性体
３ａ、３ｃ    コイル
３０ａ、３０ｃ    コイル部
３１ａ、３１ｃ    先端部
３２ａ、３２ｃ    コイル内周半径
３３ａ、３３ｃ    曲げ部
３４ａ、３４ｃ    曲げ部            
３６    直線
４    実装端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010050216.tif 000007
【図５】
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